Magnetiese vloed in 'n draad: 7 feite wat u moet weet


'n Aantal magnetiese veldlyne wat deur 'n gegewe area gaan, word magnetiese vloed genoem. Die magnetiese vloed help om die rigting en effek van die magnetiese veld in die gegewe area te voorspel.

Magnetiese velde is die basiese rede waarom magnetiese vloed ontstaan. Dit beskryf die veldinteraksie by elke punt wat verband hou met die bewegende ladings by daardie streek. Aangesien draad die ladings dra, kom ons bespreek kortliks die feite wat verband hou met magnetiese vloed in 'n draad in hierdie pos.

Is daar 'n magnetiese vloed in 'n draad?

In 'n stroomdraende draad is daar magnetiese vloed. Die bewegende ladings dra altyd by tot die opwekking van die magnetiese veld. Hierdie magnetiese veld induseer die magnetiese vloed in die draad.

Aangesien ons weet dat 'n draad 'n elektriese veld kan genereer selfs al is daar geen beweging van die ladings nie. Net so kan 'n draad magnetiese vloed genereer slegs wanneer 'n beweging van ladings plaasvind. Die bewegende ladings genereer die magnetiese veld in 'n draad. As ons 'n draadlus oorweeg, gaan die magnetiese veldlyne deur die lus wat die vloed skep.

Gestel 'n eenvormige magnetiese veld word opgewek in 'n draad van eenheidslengte wat die stroom loodreg op die veld dra. In daardie geval ervaar dit 'n normale krag in die rigting loodreg op beide die magneetveld en stroom. Dit skep magnetiese vloed in die draad.

Wat is die magnetiese vloed in 'n draad?

Die totale aantal magnetiese veldlyne wat vanaf die gegewe draadarea penetreer, word magnetiese vloed in 'n draad genoem. Die magnetiese vloed in 'n draad beskryf ook die effek van magnetiese krag wat in die draad ontwikkel word.

As ons 'n draad oorweeg wat uit bewegende ladings bestaan, word die magneetveld opgewek. Die magnetiese veldlyne in die draad het altyd 'n rigting; die rigting waarin die magnetiese veldlyne binne die draad beweeg, word gewoonlik deur magnetiese vloed voorgestel. Magnetiese vloed is 'n vektorhoeveelheid aangesien dit beide groottes sowel as rigting het.

Magnetiese vloed is die denkbeeldige lyn wat die sterkte van die magnetiese veld wat in die draad gegenereer word en die rigting van voortplanting van die veldlyne visualiseer. Die SI-eenheid van magnetiese vloed is Weber(Wb), aangedui deur die letter φB, waar B die magneetveld voorstel.

Beeld vanaf bladsy 41 van "Tandheelkundige en mondelinge radiografie: 'n teks ... | Flickr
Magnetiese vloed in 'n draad
Image krediete: Flickr

Wat is die magnetiese vloeddigtheid in 'n draad?

Die normale reaksiekrag wat uitgeoefen word per lengte-eenheid van 'n gegewe draad per eenheid stroom waar die magnetiese veld in die regte hoek met die stroomvloei is, word magnetiese vloeddigtheid genoem. Die eenheid van magnetiese vloeddigtheid is Tesla, aangedui met die letter B.

Die magnetiese vloeddigtheid meet eenvoudig die sterkte van die magnetiese veld in die draad. Die magnetiese vloeddigtheid beskryf die aantal veldlyne wat in 'n draad kan bestaan ​​wat stroom loodreg op die veld dra. Die magnetiese vloeddigtheid is ook 'n vektorhoeveelheid.

Aangesien draad die stroom dra, word die magnetiese vloeddigtheid hoogs beïnvloed deur die elektriese veld, soortgelyk aan die elektriese stroom wat deur die ander elektriese veld beïnvloed word. Die formule om die magnetiese vloeddigtheid in die draad te vind, word hieronder gegee.

B=F/Il Waar F die loodregte krag is, I is die stroom, en l is die draadlengte.

Die omringende medium van die draad beïnvloed ook die vloeddigtheid. Die grootte van vloeddigtheid hang af van die twee faktore,

  • Sterkte van die stroom
  • Die loodregte afstand vanaf die punt van die draad

Ons weet dat B baie afhanklik is van die lengte van die draad, maar die radius van die draad kan nie weglaatbaar wees nie, al is dit baie klein. Dus word die magnetiese vloeddigtheid vir 'n lang reguit draad gegee deur

Waar μ die deurlaatbaarheid van die medium is. In 'n vakuum is die deurlaatbaarheid 4π×10-7Hm-1.

Lêer:Vuodiagrammi.svg - Wikimedia Commons, magnetiese vloed in 'n draad
Magnetiese vloed
Image krediete: Wikimedia commons

Hoe om die magnetiese vloed van 'n draad te vind?

Die magnetiese vloed wat deur die draad penetreer, word bereken deur die magnetiese veld wat in die draad ontwikkel is en die area van dwarssnit van die draad te gebruik. Die produk van area en magnetiese veld gee bloot die magnetiese vloed.

φB=BA

Die magnetiese vloed wat gegenereer word, is altyd loodreg op die magnetiese veld. Dit maak dus 'n hoek tussen die normale en magnetiese veld. Met inagneming van hierdie feit, word die magnetiese vloed gegee deur

φB=BA cosθ

Waar θ die hoek tussen die normale en magnetiese velde is.

Die stappe hieronder gegee moet gevolg word om die magnetiese vloed in 'n draad te vind.

  • Identifiseer die gegewe waardes van die magneetveld, area en hoek. As die area van die draad nie uitdruklik genoem word nie, bereken die oppervlakte deur die afmetings van die gegewe draad te gebruik (gebruik lengte, dikte, radius, ens.)
  • Moenie dieselfde hoek in die berekening gebruik as die hoek gegee is nie. Trek die gegewe hoek met 90° af en gebruik dan die verkryde hoek vir die berekening.
  • Die magneetveld moet in Tesla uitgedruk word, en die area moet in m wees2.
  • Plaas dan die waardes in die vergelyking, bereken die φB en druk die verkry waarde deur Wb uit.
Lêer:Electromagnetism.svg - Wikimedia Commons
Magnetiese vloed in 'n draad
Image krediete: Wikimedia commons

Wat is die faktore wat magnetiese vloed in 'n draad beïnvloed?

Daar is vier faktore wat die magnetiese vloed in 'n draad beïnvloed; hulle is

  • Sterkte van die magneetveld B
  • Die oppervlakte van die deursnee van die draad
  • Die hoek tussen die normaal tot die oppervlak en magnetiese veld in die draad
  • Die vloei van stroom in die draad

'n Klein verandering in die faktor, soos vroeër genoem, beïnvloed die magnetiese vloed in die draad. Die magnetiese veldsterkte is gekorreleer met die magnetiese vloed in 'n draad as die magnetiese veld wat in 'n draad gegenereer word sterk is, neem die magnetiese vloed in 'n draad toe. Die area van die draad stem ook direk ooreen met die magnetiese vloed. Hoe groter die area van die draad, hoe meer vloed kan deur die draad dring.

Die magneetveld moet loodreg op die oppervlak wees sodat magnetiese vloed teen die regte hoek tot mekaar binnegedring kan word. Stroom is direk verwant aan magnetiese krag. Soos die stroomvloei toeneem, neem die magnetiese krag toe deur die sterkte van die veld te verhoog; dus word vloed ook verhoog.

Om enige van die faktore hierbo genoem te verander, lei tot 'n verandering in magnetiese vloed. Die magnetiese vloedverandering veroorsaak die elektromotoriese krag in die draad.

Wat gebeur met die magnetiese vloed as ons 'n draad met 'n klomp drade vervang?

Die sterkte van die magnetiese vloed neem toe met die klomp drade. Aangesien magnetiese vloed te wyte is aan die magnetiese veld wat in die draad ontwikkel as gevolg van die beweging van die ladings, aangesien 'n klomp drade 'n enkele draad vervang, neem die magneetveldsterkte toe, wat die vloed verhoog.

Die magnetiese veld volg die superposisie-beginsel: "die magnetiese veld wat op 'n punt inwerk as gevolg van veelvuldige bronne is gelyk aan die vektorsom van al die individuele magnetiese velde op daardie punt." Dit verklaar uiteindelik dat as ons 'n punt in ag neem waar veelvuldige drade gebruik word om magnetiese velde te genereer, elke individuele draad 'n sekere magnetiese veld bydra om 'n sterk veld te gee.

Die magnetiese vloed wat deur 'n klomp drade binnegedring word, is ook te wyte aan die magnetiese veld wat deur elke draad bygedra word. So die magnetiese vloed van die klomp draad is meer. Die formule gee die magnetiese vloed as gevolg van 'n klomp drade

φB=n BA cosθ; Waar, n die aantal drade verteenwoordig wat gebruik word om vloed te genereer.

Probleme met magnetiese vloed in 'n draad opgelos

Bereken die magnetiese vloed in 'n draad waarin 'n eenvormige magneetveld van 4.2T loodreg op die oppervlak van die draad van 'n area van 0.08m inwerk2.

Oplossing:

Gegee – die sterkte van die magneetveld, B=4.2T

Oppervlakte van die deursnee van die draad A=0.08m2

Aangesien die hoek tussen die oppervlak en magnetiese veld nie genoem word nie, kan ons die hoek verwaarloos. Die formule gee die magnetiese vloed

φB=BA

φB=(4.2)(0.08)

φB=0.336Wb.

'n Draad van oppervlakte 0.0078m2 genereer 'n magnetiese veld van 3.33T teen 'n hoek van 35° loodreg op die draadlus. Bereken die magnetiese vloed wat deur daardie draad gegenereer word.

Oplossing:

Gegee –magnetiese veld B=3.33T.

Oppervlakte van die draad A=0.0078m2

Hoek loodreg op die magneetveld =35°.

Die hoek kan gevind word as θ=90°-(gemete hoek)

θ=90°-35°

θ=55°

Die magnetiese vloed is

φB=BA cosθ

φB=(3.33)(0.0078)cos(55)

φB=(0.0259)(0.573)

φB= 0.01488Wb

Gevolgtrekking

Uit hierdie pos leer ons dat magnetiese vloed in 'n draad 'n vektorhoeveelheid is wat die effek beskryf van magnetiese krag wat in die draad gegenereer word. Die magnetiese vloed is te wyte aan die magnetiese veldsterkte, wat die superposisie-beginsel volg.

Keerthi Murthi

Ek is Keerthi K Murthy, ek het nagraadse studie in Fisika voltooi, met die spesialisasie in die veld van vastestoffisika. Ek beskou fisika nog altyd as 'n fundamentele vak wat aan ons daaglikse lewe gekoppel is. As 'n wetenskapstudent geniet ek dit om nuwe dinge in fisika te verken. As skrywer is my doel om die lesers op die vereenvoudigde wyse deur my artikels te bereik. Bereik my – keerthikmurthy24@gmail.com

Onlangse plasings